java理論基礎Stream管道流狀態(tài)與并行操作

更新時間：2022年03月16日 11:31:45 作者：字母哥哥

這篇文章主要為大家介紹了java理論基礎Stream管道流狀態(tài)與并行操作，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進步

一、回顧Stream管道流操作

通過前面章節(jié)的學習，我們應該明白了Stream管道流的基本操作。我們來回顧一下：

源操作：可以將數組、集合類、行文本文件轉換成管道流Stream進行數據處理
中間操作：對Stream流中的數據進行處理，比如：過濾、數據轉換等等
終端操作：作用就是將Stream管道流轉換為其他的數據類型。這部分我們還沒有講，我們后面章節(jié)再介紹。

看下面的腦圖，可以有更清晰的理解：

二、中間操作：有狀態(tài)與無狀態(tài)

其實在程序員編程中，經常會接觸到“有狀態(tài)”，“無狀態(tài)”，絕大部分的人都比較蒙。而且在不同的場景下，“狀態(tài)”這個詞的含義似乎有所不同。但是“萬變不離其宗”，理解“狀態(tài)”這個詞在編程領域的含義，筆者教給大家?guī)讉€關鍵點：

狀態(tài)通常代表公用數據，有狀態(tài)就是有“公用數據”
因為有公用的數據，狀態(tài)通常需要額外的存儲。
狀態(tài)通常被多人、多用戶、多線程、多次操作，這就涉及到狀態(tài)的管理及變更操作。

是不是更蒙了？舉個例子，你就明白了

web開發(fā)session就是一種狀態(tài)，訪問者的多次請求關聯同一個session，這個session需要存儲到內存或者redis。多次請求使用同一個公用的session，這個session就是狀態(tài)數據。

vue的vuex的store就是一種狀態(tài)，首先它是多組件公用的，其次是不同的組件都可以修改它，最后它需要獨立于組件單獨存儲。所以store就是一種狀態(tài)。

回到我們的Stream管道流

filter與map操作，不需要管道流的前面后面元素相關，所以不需要額外的記錄元素之間的關系。輸入一個元素，獲得一個結果。

sorted是排序操作、distinct是去重操作。像這種操作都是和別的元素相關的操作，我自己無法完成整體操作。就像班級點名就是無狀態(tài)的，喊到你你就答到就可以了。如果是班級同學按大小個排序，那就不是你自己的事了，你得和周圍的同學比一下身高并記住，你記住的這個身高比較結果就是一種“狀態(tài)”。所以這種操作就是有狀態(tài)操作。

三、Limit與Skip管道數據截取

List<String> limitN = Stream.of("Monkey", "Lion", "Giraffe", "Lemur")
        .limit(2)
        .collect(Collectors.toList());
List<String> skipN = Stream.of("Monkey", "Lion", "Giraffe", "Lemur")
        .skip(2)
        .collect(Collectors.toList());

limt方法傳入一個整數n，用于截取管道中的前n個元素。經過管道處理之后的數據是：[Monkey, Lion]。skip方法與limit方法的使用相反，用于跳過前n個元素，截取從n到末尾的元素。經過管道處理之后的數據是： [Giraffe, Lemur]

四、Distinct元素去重

我們還可以使用distinct方法對管道中的元素去重，涉及到去重就一定涉及到元素之間的比較，distinct方法時調用Object的equals方法進行對象的比較的，如果你有自己的比較規(guī)則，可以重寫equals方法。

List<String> uniqueAnimals = Stream.of("Monkey", "Lion", "Giraffe", "Lemur", "Lion")
        .distinct()
        .collect(Collectors.toList());

上面代碼去重之后的結果是： ["Monkey", "Lion", "Giraffe", "Lemur"]

五、Sorted排序

默認的情況下，sorted是按照字母的自然順序進行排序。如下代碼的排序結果是：[Giraffe, Lemur, Lion, Monkey]，字數按順序G在L前面，L在M前面。第一位無法區(qū)分順序，就比較第二位字母。

List<String> alphabeticOrder = Stream.of("Monkey", "Lion", "Giraffe", "Lemur")
        .sorted()
        .collect(Collectors.toList());

排序我們后面還會給大家詳細的講一講，所以這里暫時只做一個了解。

六、串行、并行與順序

通常情況下，有狀態(tài)和無狀態(tài)操作不需要我們去關心。除非？：你使用了并行操作。

還是用班級按身高排隊為例：班級有一個人負責排序，這個排序結果最后就會是正確的。那如果有2個、3個人負責按大小個排隊呢？最后可能就亂套了。一個人只能保證自己排序的人的順序，他無法保證其他人的排隊順序。

串行的好處是可以保證順序，但是通常情況下處理速度慢一些
并行的好處是對于元素的處理速度快一些（通常情況下），但是順序無法保證。這可能會導致進行一些有狀態(tài)操作的時候，最后得到的不是你想要的結果。

Stream.of("Monkey", "Lion", "Giraffe", "Lemur", "Lion")
        .parallel()
        .forEach(System.out::println);

parallel()函數表示對管道中的元素進行并行處理，而不是串行處理。但是這樣就有可能導致管道流中后面的元素先處理，前面的元素后處理，也就是元素的順序無法保證。

如果數據量比較小的情況下，不太能觀察到，數據量大的話，就能觀察到數據順序是無法保證的。

Monkey
Lion
Lemur
Giraffe
Lion

通常情況下，parallel()能夠很好的利用CPU的多核處理器，達到更好的執(zhí)行效率和性能，建議使用。但是有些特殊的情況下，parallel并不適合：深入了解請看這篇文章： https://blog.oio.de/2016/01/22/parallel-stream-processing-in-java-8-performance-of-sequential-vs-parallel-stream-processing/

該文章中幾個觀點，說明并行操作的適用場景：

數據源易拆分：從處理性能的角度，parallel()更適合處理ArrayList，而不是LinkedList。因為ArrayList從數據結構上講是基于數組的，可以根據索引很容易的拆分為多個。